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JP7054250B2 - Quick custom design methods and systems for smart factories - Google Patents
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Description

本発明は工業自動化技術の分野に関し、特に、スマート工場の迅速カスタムデザイン方法及びシステムに関する。 The present invention relates to the field of industrial automation technology, in particular to rapid custom design methods and systems for smart factories.

インテリジェントな製造設備と通信技術の急速な発展に伴い、自動化生産ラインの迅速設計と合理的な実施に対する製造業のニーズは日増しに切迫している。 With the rapid development of intelligent manufacturing equipment and communication technology, the manufacturing needs for rapid design and rational implementation of automated production lines are increasing day by day.

カスタムデザインは顧客の差別化されたニーズを満たすことを目標に、設計対象に基づいて、選択、配置、変形等の技術と方法を採用し、新しい設計ソリューションを形成する。 Custom design adopts technologies and methods such as selection, placement, and transformation based on the design target to form a new design solution with the goal of meeting the differentiated needs of customers.

工場の迅速カスタムデザイン方法はすでに、インテリジェント製造の差し迫ったニーズとなっている。 Factory rapid custom design methods are already an urgent need for intelligent manufacturing.

工場のカスタムデザインは、顧客の生産場所、予想される生産能力、プロセスルート、レガシー設備等の差別化されたニーズに基づき、静的な工場レイアウトを迅速に形成し、工場設備の動作設計と製品の運動設計を完了し、上位管理システムと工場の統合設計との最適化を実現させる必要がある。 Factory custom design quickly forms a static factory layout based on the differentiated needs of the customer's production location, expected capacity, process route, legacy equipment, etc., factory equipment operation design and products. It is necessary to complete the motion design of the above and realize the optimization of the upper management system and the integrated design of the factory.

工場のカスタムデザインは、設備、制御システム、管理ソフトウェアの一体化統合にまで拡張され、その実施システムとエンジンの自己適応修正とその実施効率のセッティングにまで及ぶ。 The factory's custom design extends to the integrated integration of equipment, control systems and management software, to the self-adaptive modification of its implementation system and engine and the setting of its implementation efficiency.

工場が必要とする設備の多くは構造も形態も異なり、コントローラーと通信インターフェースも異なる。 Many of the equipment required by factories have different structures and forms, and different controllers and communication interfaces.

しかし、専用機設備の間、中間設備と専用機設備は協同作業が必要で、頻繁な通信があり、これは工場ライン全体の統合に対して極めて高い難度となっている。 However, between the dedicated equipment, the intermediate equipment and the dedicated equipment require collaborative work, and there is frequent communication, which is extremely difficult for the integration of the entire factory line.

従来技術は、工場モデリングと配置設計に焦点を当て、モジュール化を基礎とし、配置空間を形成し、推理と最適化等の技術を結合し、個性化ニーズを満たす設計ソリューションを形成し、さらにオフラインシミュレーションと分析に対応する。 The prior art focuses on factory modeling and placement design, is based on modularization, forms placement space, combines technologies such as reasoning and optimization to form design solutions that meet personalization needs, and is offline. Supports simulation and analysis.

これらの技術は静的設計により近いが、その最大の欠点は以下の通りである。 These technologies are closer to static design, but their major drawbacks are:

(1)従来の設計方法が形成する設計ソリューションは、工場デジタル化モデルと上位管理システムを統合考慮しないため、“管理システムから生産コマンドを発し工場デジタル化モデル操作を駆動する”オンライン仮想操作を実現することができない。同時に、単一機のデジタル化モデルと物理的設備の間で、コマンド同期と情報を同期できず、これにより工場仮想操作プロセスで、実際の生産プロセスをシミュレーションできず、工場デジタル化モデルの仮想操作を利用して行う分析結果と検証結果に対する信頼性は高くない。 (1) Since the design solution formed by the conventional design method does not consider the factory digitization model and the upper management system in an integrated manner, it realizes an online virtual operation that "issues a production command from the management system to drive the factory digitization model operation". Can not do it. At the same time, command synchronization and information cannot be synchronized between a single digitized model and physical equipment, which prevents the factory virtual operation process from simulating the actual production process and virtual operation of the factory digitized model. The reliability of the analysis results and verification results performed using is not high.

(2)従来の工場カスタムデザインプロセスと工場実施プロセスは深刻に切り離され、設計ソリューションは実際の実施プロセスによってオンライン評価を行わないため、実際の操作結果に基づき、設計ソリューションの調整と最適化を行うことができず、設計の質を効果的に保証できない。 (2) Since the conventional factory custom design process and factory implementation process are seriously separated and the design solution is not evaluated online by the actual implementation process, the design solution is adjusted and optimized based on the actual operation result. It cannot and cannot effectively guarantee the quality of the design.

(3)従来の設計プロセスの直列化により設計サイクルが過度に長くなり、従来の工場カスタムデザインプロセスで工場レイアウト、設備統合、制御システム研究開発、管理システム開発を直列化して行い、特に、前段階の大幅な変更で、後続プロセスがダイレクトに押し戻され、変更コストが高くサイクルが長くなってしまう。 (3) The design cycle becomes excessively long due to the serialization of the conventional design process, and the factory layout, equipment integration, control system research and development, and management system development are performed in series by the conventional factory custom design process. A major change in will push back the subsequent process directly, resulting in higher change costs and longer cycles.

全体的に言って、現在の工場カスタムデザイン技術は、有効で、リアルタイムで、統合された検証方法、プラットフォーム及び最適化技術を欠いている。 Overall, current factory custom design technologies lack effective, real-time, integrated verification methods, platforms and optimization technologies.

前記先行技術には、有効で、リアルタイムで、統合された検証方法、プラットフォーム及び最適化技術を欠いているという欠点がある。 The prior art has the drawback of lacking effective, real-time, integrated verification methods, platforms and optimization techniques.

本発明は、並列化及び完全に統合され、設計プロセスと実施プロセスがインタラクティブに最適化されたスマート工場の迅速カスタムデザイン方法及びシステムに関する。 The present invention relates to rapid custom design methods and systems for smart factories that are parallelized and fully integrated, with interactively optimized design and implementation processes.

本発明によるスマート工場の迅速カスタムデザイン方法は、スマート工場設計システムに応用され、該スマート工場の迅速カスタムデザイン方法は、以下のステップA乃至ステップDを含む。 The rapid custom design method of a smart factory according to the present invention is applied to a smart factory design system, and the rapid custom design method of the smart factory includes the following steps A to D.

ステップA:生産ラインの設計依頼情報を獲得し、それに基づき、シミュレーションシステムでモデリングを行い、工場のデジタル化モデルと各単一機設備の3D図形モデルを構築する。 Step A: Acquire the design request information of the production line, perform modeling with the simulation system based on it, and build the digitized model of the factory and the 3D graphic model of each single machine equipment.

ステップB:単一機設備の動作計画を完了し、製品物流と運動計画において完了し、運動と動作制御スクリプトを編制し、オフライン操作が正常になるまで、オフラインシミュレーション操作を行う。 Step B: Complete the operation plan of the single machine equipment, complete in the product distribution and exercise plan, organize the exercise and motion control script, and perform the offline simulation operation until the offline operation becomes normal.

ステップC:デジタルツイン技術を利用し、該工場デジタル化モデルのPLCシステムと工場物理的設備PLCシステム及びホストコンピューターの間の通信チャンネルを構築し、データと情報の相互接続を実現し、ダウンコマンドとアップ情報のバイナリー同期技術によって、物理的設備のリアルタイムデータ、ホストコンピューターのモニタリングデータと3D仮想シミュレーションデータのリアルタイム同期を実現し、スマート工場の3Dデジタルツインモデルを得る。 Step C: Using digital twin technology, build a communication channel between the PLC system of the factory digitization model, the factory physical equipment PLC system and the host computer, realize the interconnection of data and information, and down command. The binary synchronization technology of the up information realizes real-time synchronization of physical equipment real-time data, host computer monitoring data and 3D virtual simulation data, and obtains a 3D digital twin model of a smart factory.

ステップD:該工場の3Dデジタルツインモデルを、今後続けて行う単一機設備、制御システム、実施システムの設計研究開発のブループリントとしてアウトプットし、仮想制御ネットワークと3Dデジタルツインモデルによって、統合と同期を行い、オンラインデバッグを同期して行う。 Step D: Output the 3D digital twin model of the factory as a blueprint for the design research and development of the single machine equipment, control system, and implementation system that will be continued in the future, and integrate it with the virtual control network and the 3D digital twin model. Synchronize and synchronize online debugging.

好ましくは、該ステップAに工場デジタル化モデルを構築する方法は以下を含む。 Preferably, the method of constructing the factory digitization model in step A includes:

工場の建築物構造に基づき、工場物流形式、製造プロセス、生産組織形式、設備幾何形態等の要因を総合的に考慮し、生産ラインの全体レイアウトを行う。 Based on the building structure of the factory, the overall layout of the production line will be carried out by comprehensively considering factors such as the factory distribution format, manufacturing process, production organization format, and equipment geometry format.

工場空間の敷地形状が細長い形状の区域を呈し、しかも工場の材料出入口が工場の異なる側に位置する場合、工場生産ラインを、直線型或いはL型レイアウトに設計する。 If the site shape of the factory space is an elongated area and the material entrances and exits of the factory are located on different sides of the factory, the factory production line is designed in a linear or L-shaped layout.

工場空間の敷地形状が方形状区域を呈し、工場の材料出入口が工場の同一側に位置する場合、工場生産ラインをU型に設計し、工場の材料出入口が異なる側に位置する場合、S型レイアウトに設計する。 If the site shape of the factory space shows a square area and the material entrance / exit of the factory is located on the same side of the factory, the factory production line is designed to be U-shaped, and if the material entrance / exit of the factory is located on a different side, S type. Design for layout.

好ましくは、該ステップAに工場デジタル化モデルを構築する方法は以下を含む。 Preferably, the method of constructing the factory digitization model in step A includes:

単一機設備の選択モデルに基づき、工場の生産能力のバランスを最初に考慮し、単一機設備の専用設備に含まれる伝送リンク設備とキャッシュリンク設備の3D図形モデリングを完了し、3D仮想設計プラットフォーム上で生産ラインレイアウトに従って、工場仮想組立てを完了する。 Based on the selection model of single machine equipment, the balance of the production capacity of the factory is considered first, and the 3D graphic modeling of the transmission link equipment and the cash link equipment included in the dedicated equipment of the single machine equipment is completed, and the 3D virtual design. Complete factory virtual assembly according to the production line layout on the platform.

好ましくは、該ステップAで単一機設備の專用設備の3D図形モデリングを完了する時、移動する設備と移動しない設備を分類モデリングする。 Preferably, when the 3D graphic modeling of the equipment for a single machine is completed in step A, the equipment that moves and the equipment that does not move are classified and modeled.

具体的には、該ステップCは、さらに以下を含む。 Specifically, step C further includes:

仮想制御ネットワークを構築し、デジタルツイン技術を使用し、バーチャルの物理シミュレーションプラットフォームを構築し、これにより単一機設備は、デジタル化工場上で対応する単一機デジタル化モデルと動作同期化を実現し、上位MESシステムと工場デジタルツインモデルを統合し、ライン全体の、生成MESコマンド下での操作を実現し、同時に工場デジタルツインモデル実施情况をMESにフィードバックし、オンラインシミュレーション操作を実現する。 Build a virtual control network, use digital twin technology, and build a virtual physical simulation platform, which enables single-machine equipment to achieve operation synchronization with the corresponding single-machine digitization model on the digitization plant. Then, the upper MES system and the factory digital twin model are integrated to realize the operation of the entire line under the generated MES command, and at the same time, the factory digital twin model implementation status is fed back to the MES to realize the online simulation operation.

具体的には、該ステップCの上位MESシステムと工場デジタルツインモデルを統合する方法は、以下の通りである。 Specifically, the method of integrating the upper MES system of step C and the factory digital twin model is as follows.

制御ネットワークと構成ソフトウェアによって、コマンドチャンネルと情報チャンネルを構築し、データインタラクションを行い、コマンドダウンチャンネルと情報アップチャンネルによって、工場デジタルツインモデルと上位MESシステムとインテリジェント管理システムの接続及びデータ同期を実現する。 The control network and configuration software build command and information channels for data interaction, and the command down and information up channels enable connection and data synchronization between the factory digital twin model, the host MES system, and the intelligent management system. ..

好ましくは、該ステップCと該ステップDの間に、反復最適化ステップをさらに設置する。 Preferably, an iterative optimization step is further placed between the step C and the step D.

MESシステム上に一つのオーダーをシミュレーション発注し、操作結果分析によって、オーダー生産完了期日達成率、生産ラインバランス率と設備稼動率、及び生産ライン全体のラインロバスト性、脆弱性、柔軟性を分析し、分析指標に基づき、スマート工場の設計ソリューションをさらに調整し、分析指標を最適化する。 One order is placed on the MES system by simulation, and the operation result analysis is used to analyze the order production completion date achievement rate, production line balance rate and equipment operation rate, and line robustness, vulnerability, and flexibility of the entire production line. Based on the metric, further tune the smart factory design solution and optimize the metric.

このように循環し、反復実施工場性能を調整する。 It circulates in this way and adjusts the performance of the repetitive factory.

具体的には、該ステップAの単一機設備の3D図形モデルは、CAD3D設計ソフトウェアを利用して得られた3DCADモデルで、しかもモデルの単一機設備の可動部はすべて独立表示と標識が可能である。 Specifically, the 3D graphic model of the single machine equipment in step A is a 3D CAD model obtained by using CAD3D design software, and all the moving parts of the single machine equipment of the model are independently displayed and marked. It is possible.

具体的には、該ステップCの該ホストコンピューターは、構成ソフトウェアである。 Specifically, the host computer in step C is configuration software.

上述のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法を応用したスマート工場の迅速カスタムデザインシステムは、ホストコンピューター、シミュレーションシステム、PLCコントローラーを含む。 A smart factory rapid custom design system that applies the smart factory rapid custom design method described above includes a host computer, a simulation system, and a PLC controller.

該シミュレーションシステム、ホストコンピューター、PLCコントローラーは、現場情報とデジタルコマンドの通信ネットワークを構築する。 The simulation system, host computer, and PLC controller construct a communication network of site information and digital commands.

該シミュレーションシステムは、生産ラインの設計依頼情報を獲得し、それに基づき、3Dモデリングを行い、工場のデジタル化モデルと物理的単一機設備の3D図形モデルを構築する。
該シミュレーションシステムと該物理的単一機設備は、PLCコントローラーに同時に接続する。
The simulation system acquires design request information of a production line, performs 3D modeling based on it, and constructs a digitized model of a factory and a 3D graphic model of a physical single machine facility.
The simulation system and the physical single machine equipment are connected to the PLC controller at the same time.

該PLCコントローラーは、同期制御モジュールを含み、該同期制御モジュールは、データを介して、該生産ラインシミュレーションモデルと物理的単一機設備の同期動作の駆動、該生産ラインシミュレーションモデルと物理的単一機設備のリアルタイム状態データの収集に用いられる。 The PLC controller includes a synchronous control module, which drives the synchronous operation of the production line simulation model and the physical single machine equipment via data, the production line simulation model and the physical single. Used to collect real-time status data for equipment.

該ホストコンピューターは、構成モニタリングシステム、ERPシステム、MES管理ユニットを含む。 The host computer includes a configuration monitoring system, an ERP system, and a MES management unit.

該構成モニタリングシステムは、該リアルタイム状態データを受け取り、構成モニタリングビューを構築し、該生産ラインシミュレーションモデルと物理的単一機設備に対して、リアルタイムモニタリングを行う。 The configuration monitoring system receives the real-time state data, builds a configuration monitoring view, and performs real-time monitoring of the production line simulation model and a single physical facility.

該MES管理ユニットは、該PLCコントローラーに対して、テストコマンドを発送し、該リアルタイム状態データを受け取り分析を行い、物理的単一機設備テスト結果を生成し、物理的単一機設備テスト結果に基づき、生産ライン最適化設計ソリューションを生成する。 The MES management unit sends a test command to the PLC controller, receives the real-time state data, analyzes it, generates a physical single machine equipment test result, and converts it into a physical single machine equipment test result. Based on this, we generate a production line optimized design solution.

該スマート工場の迅速カスタムデザイン方法は、デジタルツインの方式によって、工場デジタルモデルと物理的単一機設備の3D図形モデル及びホストコンピューターの間で、コマンドとデジタル情報の接続を実現し、生産ラインの設計、組立て、デバッグ、最適化、モニタリングとデータアウトプット等を実現する。 The smart factory quick custom design method realizes the connection of commands and digital information between the factory digital model and the 3D graphic model of the physical single machine equipment and the host computer by the digital twin method, and the production line Realize design, assembly, debugging, optimization, monitoring and data output.

生産ラインの製造プロセスにおいて、半物理的シミュレーションの形式によって、生産ラインでのテストを待つユニットの物理的単一機設備を、該生産ラインシミュレーションモデルの対応する生産ラインユニットに当て嵌め、セミシミュレーションの方法により、リアルな生産ラインに代替えし、或いは部分的に代替えする。 In the manufacturing process of a production line, in the form of semi-physical simulation, the physical single machine equipment of the unit waiting for the test on the production line is applied to the corresponding production line unit of the production line simulation model, and the semi-simulation Depending on the method, it can be replaced with a realistic production line or partially.

こうして、デバッグと最適化を行うのに、生産ライン全体の製造及び組立て完了を待つ必要がなくなり、生産ラインの設計製造プロセス中に、各ユニットに対して、ユニットテストと統合テストを行うことができ、生産ライン設計ソリューションをタイムリーに補正して最適化でき、デバッグサイクルを短縮し、投入コストを低下させることができる。 This eliminates the need to wait for the entire production line to be manufactured and assembled for debugging and optimization, allowing each unit to be unit tested and integrated tested during the production line design and manufacturing process. , Production line design solutions can be timely corrected and optimized, shortening debug cycles and reducing input costs.

該ホストコンピューターによって、該物理的単一機設備と生産ラインシミュレーションモデル中の各センサーのリアルタイムデータに対して分析を行い、設計ソリューションと物理的実施の反復最適化を行い、生産ライン最適化設計ソリューションを生成し、生産ライン設計の合理性を効果的に向上させ、半物理的シミュレーションのみによって、生産ラインのシミュレーション操作を行い、シミュレーション操作プロセスの設備稼動率、生産バランス率、システムロバスト性等を分析でき、膨大なリアル生産ラインにおいて反復デバッグを行う必要なく、設備操作効率が最高の生産ライン設計ソリューションを知ることができ、該生産ライン最適化設計ソリューションをリアル生産システムへダイレクトに移植でき、生産投入コストを節減し、設計から生産製造までの間の不確定性を低下させ、製品設計から生産へと転化する時間を短縮し、しかも製品の信頼性と成功率を高め、システムの安定性を保証し、製品開発と生産サイクルを大幅に短縮し、企業全体のバリューチェーンを効果的に積み重ね、製品の市場投入を加速し、製品の質を高めることができる。 The host computer analyzes the real-time data of the physical single machine equipment and each sensor in the production line simulation model, performs iterative optimization of the design solution and physical implementation, and performs the production line optimization design solution. , Effectively improve the rationality of production line design, perform production line simulation operation only by semi-physical simulation, and analyze the equipment operation rate, production balance rate, system robustness, etc. of the simulation operation process. It is possible to know the production line design solution with the highest equipment operation efficiency without the need for iterative debugging in a huge real production line, and the production line optimization design solution can be directly ported to the real production system and put into production. Reduce costs, reduce uncertainty between design and production, reduce time to transition from product design to production, increase product reliability and success rate, and ensure system stability It can significantly shorten the product development and production cycle, effectively build the value chain of the whole company, accelerate the introduction of the product to the market, and improve the quality of the product.

本発明の実施形態のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法のフローチャートである。It is a flowchart of the rapid custom design method of the smart factory of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のシミュレーションシステム、ホストコンピューター、PLCコントローラーが現場情報とデジタルコマンドの通信ネットワークを構築する構造模式図である。It is a structural schematic diagram which constructs a communication network of site information and a digital command by a simulation system, a host computer, and a PLC controller of embodiment of this invention. 本発明の実施形態のスマート工場の迅速カスタムデザインシステムの操作原理図である。It is an operation principle diagram of the rapid custom design system of the smart factory of embodiment of this invention. 従来技術の直列化工場カスタムデザインプロセスと本発明の並列化工場カスタムデザインプロセスの対比模式図である。It is a comparison schematic diagram of the serialization factory custom design process of the prior art and the parallelization factory custom design process of this invention. 本発明のスマート工場の迅速カスタムデザインシステムの架設原理模式図である。It is a schematic diagram of the erection principle of the rapid custom design system of the smart factory of this invention.

(実施形態) (Embodiment)

図1~5に示す通り、スマート工場の迅速カスタムデザイン方法は、スマート工場設計システムに応用され、スマート工場の迅速カスタムデザイン方法は、以下のステップA乃至ステップDを含む。 As shown in FIGS. 1 to 5, the quick custom design method of the smart factory is applied to the smart factory design system, and the quick custom design method of the smart factory includes the following steps A to D.

ステップA:生産ラインの設計依頼情報を獲得し、それに基づき、シミュレーションシステムでモデリングを行い、工場のデジタル化モデルと各単一機設備の3D図形モデルを構築する。 Step A: Acquire the design request information of the production line, perform modeling with the simulation system based on it, and build the digitized model of the factory and the 3D graphic model of each single machine equipment.

具体的には以下の内容を含む。 Specifically, it includes the following contents.

ステップA1:工場デジタル化モデルを構築する際に、工場の建築物構造に基づき、工場物流形式、製造プロセス、生産組織形式、設備幾何形態等の要因を総合的に考慮し、生産ラインの全体レイアウトを行う。 Step A1: When constructing the factory digitization model, comprehensively consider factors such as factory distribution format, manufacturing process, production organization format, equipment geometry, etc. based on the building structure of the factory, and the overall layout of the production line. I do.

工場空間の敷地形状が細長い形状の区域を呈し、しかも工場の材料出入口が工場の異なる側に位置する場合、工場生産ラインを、直線型或いはL型レイアウトに設計する。 If the site shape of the factory space is an elongated area and the material entrances and exits of the factory are located on different sides of the factory, the factory production line is designed in a linear or L-shaped layout.

工場空間の敷地形状が方形状区域を呈し、工場の材料出入口が工場の同一側に位置する場合、工場生産ラインをU型に設計し、工場の材料出入口が異なる側に位置する場合、S型レイアウトに設計する。 If the site shape of the factory space shows a square area and the material entrance / exit of the factory is located on the same side of the factory, the factory production line is designed to be U-shaped, and if the material entrance / exit of the factory is located on a different side, S type. Design for layout.

ステップA2:工場デジタル化モデルを構築する際に、単一機設備の選択モデルに基づき、工場の生産能力のバランスを最初に考慮し、単一機設備の專用設備の3D図形モデリングを完了し、単一機設備の専用設備に含まれる伝送リンク設備とキャッシュリンク設備の3D図形モデリングを完了し、3D仮想設計プラットフォーム上で生産ラインレイアウトに従って、工場仮想組立てを完了する。 Step A2: When constructing the factory digitization model, based on the single machine equipment selection model, first consider the balance of the factory production capacity, complete the 3D graphic modeling of the single machine equipment general equipment, Complete the 3D graphic modeling of the transmission link equipment and cash link equipment included in the dedicated equipment of the single machine equipment, and complete the factory virtual assembly according to the production line layout on the 3D virtual design platform.

単一機設備の專用設備の3D図形モデリングを完了する時、移動する設備と移動しない設備を分類モデリングする。 When completing the 3D graphic modeling of the equipment for a single machine, the equipment that moves and the equipment that does not move are classified and modeled.

単一機設備の3D図形モデルは、CAD3D設計ソフトウェアを利用して得られた3DCADモデルで、しかもモデル中の単一機設備の可動部はすべて独立表示と標識が可能である。 The 3D graphic model of the single machine equipment is a 3D CAD model obtained by using CAD3D design software, and all the moving parts of the single machine equipment in the model can be independently displayed and marked.

ステップB:各単一機設備の動作計画を完了し、製品物流と運動計画において完了し、運動と動作制御スクリプトを編制し、オフライン操作が正常になるまで、オフラインシミュレーション操作を行う。 Step B: Complete the operation plan of each single machine equipment, complete in the product distribution and motion plan, organize the motion and motion control script, and perform the offline simulation operation until the offline operation becomes normal.

ステップC:デジタルツイン技術を利用し、工場デジタル化モデルのPLCシステムと工場物理的設備PLCシステム及びSCADAシステムの間の通信チャンネルを構築し、データと情報の相互接続を実現し、ダウンコマンドとアップ情報のバイナリー同期技術によって、物理的設備のリアルタイムデータ、SCADAシステムのモニタリングデータと3D仮想シミュレーションデータのリアルタイム同期を実現し、スマート工場の3Dデジタルツインモデルを得る。
具体的には以下の内容を含む。
Step C: Using digital twin technology, build a communication channel between the factory digitized model PLC system and the factory physical equipment PLC system and SCADA system, realize the interconnection of data and information, down command and up. The information binary synchronization technology realizes real-time synchronization of physical equipment real-time data, SCADA system monitoring data and 3D virtual simulation data, and obtains a 3D digital twin model of a smart factory.
Specifically, it includes the following contents.

仮想制御ネットワークを構築し、デジタルツイン技術を使用し、バーチャルの物理シミュレーションプラットフォームを構築し、これにより単一機設備は、デジタル化工場上で対応する単一機デジタル化モデルと動作同期化を実現し、上位MESシステムと工場デジタルツインモデルを統合し、ライン全体の、生成MESコマンド下での操作を実現し、同時に工場デジタルツインモデル実施情况をMESにフィードバックし、オンラインシミュレーション操作を実現する。 Build a virtual control network, use digital twin technology, and build a virtual physical simulation platform, which enables single-machine equipment to achieve operation synchronization with the corresponding single-machine digitization model on the digitization plant. Then, the upper MES system and the factory digital twin model are integrated to realize the operation of the entire line under the generated MES command, and at the same time, the factory digital twin model implementation status is fed back to the MES to realize the online simulation operation.

上位MESシステムと工場デジタルツインモデルを統合する時、制御ネットワークと構成ソフトウェアによって、コマンドチャンネルと情報チャンネルを構築し、データインタラクションを行い、コマンドダウンチャンネルと情報アップチャンネルによって、工場デジタルツインモデルと上位MESシステムとインテリジェント管理システムの接続及びデータ同期を実現する。 When integrating the upper MES system and the factory digital twin model, the control network and the configuration software build the command channel and the information channel, perform data interaction, and the command down channel and the information up channel make the factory digital twin model and the upper MES. It realizes the connection and data synchronization between the system and the intelligent management system.

最適化ステップを反復し、MESシステム上に一つのオーダーをシミュレーション発注し、操作結果分析によって、オーダー生産完了期日達成率、生産ラインバランス率と設備稼動率、及び生産ライン全体のラインロバスト性、脆弱性、柔軟性を分析し、分析指標に基づき、スマート工場の設計ソリューションをさらに調整し、分析指標を最適化する。 By repeating the optimization steps, placing a simulation order on one order on the MES system, and analyzing the operation results, the order production completion date achievement rate, production line balance rate and equipment operation rate, and line robustness of the entire production line are vulnerable. Analyze the flexibility and flexibility, further adjust the smart factory design solution based on the analysis index, and optimize the analysis index.

このように循環し、“シミュレーション操作-性能分析-ソリューション調整”最適化プロセスを反復実施することで、工場性能を調整する。 By circulating in this way and repeating the “simulation operation-performance analysis-solution adjustment” optimization process, the factory performance is adjusted.

ステップD:工場の3Dデジタルツインモデルを、今後続けて行う単一機設備、制御システム、実施システムの設計研究開発のブループリントとしてアウトプットし、仮想制御ネットワークと3Dデジタルツインモデルによって、統合と同期を行い、オンラインデバッグを同期して行う。 Step D: Output the factory's 3D digital twin model as a blueprint for design research and development of single equipment, control system, and implementation system that will be continued in the future, and integrate and synchronize with the virtual control network and 3D digital twin model. And synchronize online debugging.

上記のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法を応用するスマート工場の迅速カスタムデザインシステムは、ホストコンピューター、シミュレーションシステム、PLCコントローラーを含む。 A smart factory rapid custom design system that applies the smart factory rapid custom design method described above includes a host computer, a simulation system, and a PLC controller.

シミュレーションシステム、ホストコンピューター、PLCコントローラーは、現場情報とデジタルコマンドの通信ネットワークを構築する。 The simulation system, host computer, and PLC controller build a communication network for field information and digital commands.

シミュレーションシステムは、生産ラインの設計依頼情報を獲得し、それに基づき、3Dモデリングを行い、工場のデジタル化モデルと物理的単一機設備の3D図形モデルを構築する。 The simulation system acquires the design request information of the production line, performs 3D modeling based on it, and builds a digitized model of the factory and a 3D graphic model of the physical single machine equipment.

シミュレーションシステムと物理的単一機設備は、PLCコントローラーに同時に接続する。 The simulation system and the physical single machine equipment are connected to the PLC controller at the same time.

PLCコントローラーは、同期制御モジュールを含み、同期制御モジュールは、データを介して、生産ラインシミュレーションモデルと物理的単一機設備の同期動作の駆動、生産ラインシミュレーションモデルと物理的単一機設備のリアルタイム状態データの収集に用いられる。 The PLC controller includes a synchronous control module, which drives the synchronous operation of the production line simulation model and the physical single machine equipment through the data, and the real time of the production line simulation model and the physical single machine equipment. Used to collect state data.

ホストコンピューターは、構成モニタリングシステム、ERPシステム、MES管理ユニットを含む。 The host computer includes a configuration monitoring system, an ERP system, and a MES management unit.

構成モニタリングシステムは、リアルタイム状態データを受け取り、構成モニタリングビューを構築し、生産ラインシミュレーションモデルと物理的単一機設備に対して、リアルタイムモニタリングを行う。 The configuration monitoring system receives real-time state data, builds a configuration monitoring view, and performs real-time monitoring of the production line simulation model and physical single-machine equipment.

MES管理ユニットは、PLCコントローラーに対して、テストコマンドを発送し、リアルタイム状態データを受け取り分析を行い、物理的単一機設備テスト結果を生成し、物理的単一機設備テスト結果に基づき、生産ライン最適化設計ソリューションを生成する。 The MES management unit sends test commands to the PLC controller, receives real-time state data, analyzes it, generates physical single-machine equipment test results, and produces based on the physical single-machine equipment test results. Generate a line optimized design solution.

構成ソフトウェアは、ホストコンピューターソフトウェアの一種で、構成ソフトウェアは、ホストコンピューターソフトウェアの下位概念であり、構成モニタリングソフトウェアシステムソフトウェアとも呼ばれる。 Configuration software is a type of host computer software, and configuration software is a subordinate concept of host computer software and is also called configuration monitoring software system software.

これらは自動制御システムモニタリング層一級のソフトウェアプラットフォームと開発環境にあり、フレキシブルな構成方式を使用し、ユーザーに工業自動制御システムモニタリング機能の迅速な構築、一般レベルのソフトウェアツールを提供する。 These are in the first-class software platform and development environment of the automated control system monitoring layer, using flexible configuration method, providing users with rapid construction of industrial automated control system monitoring function, general level software tools.

MES(Manufacturing Execution System、製造実施システム)は、製造企業生産プロセス実施システムで、製造企業工場実施層への生産情報化管理システムである。 MES (Manufacturing Execution System) is a manufacturing company production process implementation system, and is a production information management system for the manufacturing company factory implementation layer.

MESは、製造データ管理、計画スケジューリング管理、生産調整管理、在庫管理、品質管理、人的資源管理、ワークセンター/設備管理、ツールツーリング管理、調達管理、コスト管理、プロジェクトボード管理、生産プロセス制御、基礎データ統合分析、上位データ統合分解等を含む管理モジュール企業に提供でき、確実で信頼性が高く、包括的で実現可能な製造協同管理プラットフォームを構築し上げることができる。 MES includes manufacturing data management, planning scheduling management, production adjustment management, inventory management, quality control, human resource management, work center / equipment management, tool tooling management, procurement management, cost management, project board management, production process control, It can be provided to management module companies including basic data integration analysis, upper-level data integration decomposition, etc., and can build a reliable, reliable, comprehensive and feasible manufacturing cooperative management platform.

ERPシステムは企業資源計画(Enterprise Resource Planning)の略称で、情報技術を基礎として、情報技術と先進的な管理思想を集め、システム化の管理思想により、企業従業員及び計画決定層に、決定手段の管理プラットフォームを提供する。 ERP system is an abbreviation of Enterprise Resource Planning, which collects information technology and advanced management ideas based on information technology, and uses the management idea of systematization as a means of making decisions for corporate employees and planning decision makers. Provides a management platform for.

デジタルツインは、物理モデル、センサー更新、操作履歴等データを十分に利用し、複合分野、マルチ物理量、マルチスケール、多重確率のシミュレーションプロセスを統合し、仮想空間に投影し、対応する実体設備のすべてのライフサイクルプロセスを反映し、”デジタルミラー”或いは“デジタルマッピング”とも別称される。 The digital twin fully utilizes data such as physical models, sensor updates, and operation histories, integrates simulation processes for complex fields, multi-physical quantities, multi-scales, and multiple probabilities, projects them into virtual space, and supports all of the corresponding physical equipment. Also known as "digital mirror" or "digital mapping", reflecting the life cycle process of.

図5に示す通り、スマート工場の迅速カスタムデザインシステムの架設原理は、以下の通りである。 As shown in FIG. 5, the erection principle of the quick custom design system of the smart factory is as follows.

第三者の3D設計プラットフォームに基づき、専用機、伝送、積み卸し、保管等設備の3Dモデル(組立て基準/構造)、可動部モーショントラック、感知設備と制御スクリプト、通信規格等情報を対象にパッケージしそのパラメーターモデルを絞り込み、専用のライブラリを設置し、これにより工場の迅速カスタムデザインをサポートする。 Based on a 3D design platform of a third party, a package for information such as 3D models (assembly standards / structures) of equipment such as dedicated machines, transmission, loading and unloading, storage, moving part motion tracks, sensing equipment and control scripts, communication standards, etc. We will narrow down the parameter model and set up a dedicated library, which will support the rapid custom design of the factory.

ダウンコマンドチャンネルとアップ情報チャンネルを構築し、ソフトウェアPLCとPLC通信、制御ネットワーク統合、共有データ構造及びマクロ対象、データバンクアクセスコンポーネント等メカニズムに依存し、プラットフォームと上位MESシステム及びそのエンジン、下層設備の間で行われるリアルタイムコマンド通信と現場情報通信をサポートし、工場のほぼ物理的なシミュレーションと半物理的シミュレーションをサポートする。 Build down command channel and up information channel, depend on mechanism such as software PLC and PLC communication, control network integration, shared data structure and macro target, data bank access component, platform and upper MES system and its engine, lower layer equipment. It supports real-time command communication and field information communication between them, and supports almost physical simulation and semi-physical simulation of the factory.

スマート工場の迅速カスタムデザインシステムは、PLCを架け橋に、デジタルツイン技術を利用し、工場デジタル化モデルのソフトウェアPLCと工場物理的設備PLC、構成ソフトウェアの間の通信チャンネルを構築し、データと情報の相互接続を実現し、ダウンコマンドとアップ情報のバイナリー同期技術によって、設備リアルタイムデータ、構成モニタリングデータと3D仮想シミュレーションデータのリアルタイム同期を実現し、仮想工場(デジタル化モデル)、リアル工場(物理的設備)の間の動作同期を実現する。 The smart factory rapid custom design system uses digital twin technology to bridge the PLC and build a communication channel between the factory digitized model software PLC, factory physical equipment PLC, and configuration software, for data and information. Real-time synchronization of equipment real-time data, configuration monitoring data and 3D virtual simulation data is realized by the binary synchronization technology of down command and up information, virtual factory (digitization model), real factory (physical equipment). ) To achieve operation synchronization.

制御ネットワーク、SCADAシステムによって、コマンドチャンネルと情報チャンネルのデータインタラクションを構築し、コマンドダウンチャンネルと情報アップチャンネルによって、工場デジタルツインモデルと上位MESシステム、インテリジェント管理システム接続とデータ同期を実現する。 The control network and SCADA system build data interaction between command channel and information channel, and the command down channel and information up channel realize factory digital twin model and upper MES system, intelligent management system connection and data synchronization.

本発明がもたらす主要な有益効果は以下の通りである。 The main beneficial effects of the present invention are as follows.

(1)設計ソリューションは立体視でき、顧客、設計人員の言語或いは2D図によるコミュニケーション不足がもたらす設計の偏差を早い段階で回避でき、設計修正コストを大幅に下げることができる。 (1) The design solution can be viewed stereoscopically, and design deviations caused by lack of communication by the language of customers and design personnel or 2D diagrams can be avoided at an early stage, and design modification costs can be significantly reduced.

(2)設計ソリューションの質を迅速に評価し最適化でき、仮想実施方式によって、設計ソリューションの実施効率に対して、オンライン分析と評価を行い、レスポンシブなソリューション調整を行い、これにより最適化を反復し、設計の質を高めることができる。 (2) The quality of the design solution can be quickly evaluated and optimized, and the virtual implementation method is used to perform online analysis and evaluation on the implementation efficiency of the design solution, perform responsive solution adjustment, and repeat the optimization. And the quality of the design can be improved.

(3)カスタムデザインサイクルを大幅に短縮し、図4に示す通り、本発明は伝統的な直列化工場カスタムデザインプロセスを並列化プロセスに転換できる。先ず、伝統的な全体ソリューション設計を工場の仮想設計プロセスに置換し、このプロセスは、工場レイアウト、設備動作、製品運動方式等を含む工場の3Dデジタルツインモデルを形成し、予備設計の最適化を完了する。次に、様々なデザイナーは、工場の3Dデジタルツインモデルをブループリントに、単一機設備、制御システム、実施システムの研究開発を同時に行い、仮想制御ネットワークと3Dデジタルツインモデルによって、統合と同期を行い、オンラインデバッグを同期して行い、これにより並列化の研究開発プロセスを実現し、設計製品を減少させ、設計サイクルを短縮する。 (3) The custom design cycle is greatly shortened, and as shown in FIG. 4, the present invention can convert the traditional serialization factory custom design process into a parallelization process. First, it replaces the traditional overall solution design with a factory virtual design process, which forms a factory 3D digital twin model including factory layout, equipment operation, product motion method, etc., and optimizes preliminary design. Complete. Next, various designers will simultaneously research and develop a single machine equipment, control system, and implementation system using the 3D digital twin model of the factory as a blueprint, and integrate and synchronize with the virtual control network and 3D digital twin model. Perform and perform online debugging synchronously, thereby realizing a parallelized research and development process, reducing the number of design products and shortening the design cycle.

(4)工場全体生産ラインの統合サイクルを大幅に短縮し、デジタルツイン技術を採用し、物理的設備をセクションに統合し、以前の分布統合をまとめ、制御ロジック、物流設計エラーを局部的に回避し、ジョイントテスト時間を短縮し、場所の占有と資金占用コストの割合を減らすことができる。 (4) Significantly shorten the integration cycle of the entire factory production line, adopt digital twin technology, integrate physical equipment into sections, consolidate previous distribution integration, and avoid control logic and logistics design errors locally. However, the joint test time can be shortened, and the ratio of space occupancy and fund occupancy costs can be reduced.

前述した本発明の実施形態は本発明を限定するものではなく、よって、本発明により保護される範囲は後述の特許請求の範囲を基準とする。 The embodiments of the present invention described above do not limit the present invention, and therefore, the scope protected by the present invention is based on the scope of claims described later.

Claims (9)

複数の物理的単一機設備を有するスマート工場の迅速カスタムデザイン方法であって、スマート工場設計システムに応用され、前記スマート工場の迅速カスタムデザイン方法は、以下のステップA乃至ステップDを含む
ことを特徴とするスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
ステップA:生産ラインのカスタムデザインの情報を獲得し、それに基づいて、シミュレーションシステムでモデリングを行い、各物理的単一機設備の3D図形モデルである単一機デジタル化モデルと工場のデジタル化モデルを構築する。
ステップB:前記工場のデジタル化モデルにおいて動作計画を行い、製品の運動計画を行い、製品の運動と単一機デジタル化モデルの動作制御スクリプトを編制し、オフライン操作が正常になるまで、オフラインシミュレーション操作を行う。
ステップC:デジタルツイン技術を利用して前記工場の物理的単一機器設備のPLCシステムに対応する前記工場のデジタル化モデルのPLCシステムを構築し、前記工場のデジタル化モデルのPLCシステムと前記工場の物理的単一機器設備のPLCシステム及びホストコンピューターとの間の通信チャンネルを構築し、前記ホストコンピューターからのダウンコマンドと前記ホストコンピューターへのアップ情報の相互接続を実現し、当該ダウンコマンドとアップ情報とを同期することによって、物理的単一機設備のリアルタイムデータホストコンピューターのモニタリングデータとシミュレーションデータのリアルタイム同期を実現しさらに、仮想制御ネットワークを構築し、デジタルツイン技術を使用しバーチャルの物理シミュレーションプラットフォームに前記工場の各物理的単一機器設備に対応するように工場のデジタル化モデルにおける各単一機デジタル化モデルを構築することにより、各物理的単一機設備は、工場のデジタル化モデルで対応する単一機デジタル化モデルと動作同期化を実現して工場の3Dデジタルツインモデルを得て、上位MES(Manufacturing Execution System)システムと前記工場の3Dデジタルツインモデルを統合し、生産ライン全体において、生成されたMESコマンド下での操作を実現し、同時に工場の3Dデジタルツインモデルの実施情况を前記MESにフィードバックし、オンラインシミュレーション操作を実現する。
ステップD:前記工場の3Dデジタルツインモデルを、今後続けて行う物理的単一機設備、制御システム及び実施システムの設計研究開発のためにアウトプットし、前記設計研究開発された物理的単一機設備、制御システム及び実施システムと動作同期化を実現した工場の3Dデジタルツインモデルと上位MESシステムを統合し、オンラインデバッグを同期して行う。
It is a rapid custom design method of a smart factory having a plurality of physical single machine equipment, which is applied to a smart factory design system, and the rapid custom design method of the smart factory includes the following steps A to D. A quick custom design method for smart factories featuring.
Step A: Acquire information on the custom design of the production line, model it with a simulation system, and digitize the single machine and the digitized model of the factory, which are 3D graphic models of each physical single machine equipment. To build.
Step B: Motion planning is performed in the digitized model of the factory, motion planning of the product is performed , motion control script of the product motion and the single machine digitized model is organized, and offline simulation is performed until the offline operation becomes normal. Perform the operation.
Step C: Using the digital twin technology , construct the PLC system of the digitized model of the factory corresponding to the PLC system of the physical single equipment of the factory, and the PLC system of the digitized model of the factory and the factory. A communication channel is constructed between the PLC system of the physical single equipment and the host computer, and the downlink command from the host computer and the uplink information to the host computer are interconnected, and the down command and the uplink are realized. By synchronizing information, real-time synchronization of physical single-machine equipment real-time data and host computer monitoring data and simulation data is realized , and a virtual control network is constructed and virtual using digital twin technology. By constructing each single machine digitization model in the factory digitization model to correspond to each physical single machine equipment of the factory on the physical simulation platform of the factory, each physical single machine equipment The 3D digital twin model of the factory is obtained by realizing the operation synchronization with each single machine digitized model corresponding on the digitized model, and the upper MES (Manufacturing Execution System) system and the 3D digital twin model of the factory are integrated. Then, in the entire production line, the operation under the generated MES command is realized, and at the same time, the implementation status of the 3D digital twin model of the factory is fed back to the MES to realize the online simulation operation.
Step D: The 3D digital twin model of the factory is output for the design research and development of the physical single machine equipment, control system and implementation system to be continued in the future, and the physical single machine designed and researched and developed. The 3D digital twin model of the factory that realized the operation synchronization with the equipment, control system and implementation system and the upper MES system will be integrated , and online debugging will be performed in synchronization.
前記ステップAにおいて、工場のデジタル化モデルの方法を構築は、以下のステップを含むことを特徴とする請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
工場の建築物構造に基づき、工場物流形式、製造プロセス、生産組織形式、設備幾何形態等の要因を総合的に考慮し、生産ラインの全体レイアウトを行うステップ、
工場空間の敷地形状が細長い形状の区域を呈し、かつ工場の材料出入口が工場の異なる側に位置する場合、工場生産ラインを、直線型或いはL型レイアウトに設計するステップ、および
工場空間の敷地形状が方形状区域を呈し、工場の材料出入口が工場の同一側に位置する場合、工場生産ラインをU型に設計し、工場の材料出入口が異なる側に位置する場合、S型レイアウトに設計するステップ。
The rapid custom design method for a smart factory according to claim 1, wherein the construction of the method of the digitization model of the factory in the step A includes the following steps.
Steps to comprehensively consider factors such as factory distribution format, manufacturing process, production organization format, equipment geometry, etc., based on the building structure of the factory, and perform the overall layout of the production line,
If the site shape of the factory space presents an elongated area and the material entrances and exits of the factory are located on different sides of the factory, the steps to design the factory production line into a straight or L-shaped layout, and the site shape of the factory space. Steps to design a U-shaped factory production line if the factory material inlet / outlet is located on the same side of the factory, and to design an S-shaped layout if the factory material entrance / exit is located on a different side. ..
前記ステップAにおいて、工場のデジタル化モデルの方法を構築は、
単一機設備の選択モデルに基づき、工場の生産能力のバランスを最初に考慮し、単一機設備の専用設備に含まれる伝送リンク設備とキャッシュリンク設備の3D図形モデリングを完了し、3D仮想設計プラットフォーム上で生産ラインレイアウトに従って、工場仮想組立てを完了するステップを含む
ことを特徴とする
請求項2に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
In step A, building a method for a factory digitization model
Based on the selection model of the single machine equipment, the balance of the production capacity of the factory is considered first, and the 3D graphic modeling of the transmission link equipment and the cash link equipment included in the dedicated equipment of the single machine equipment is completed, and the 3D virtual design. The rapid custom design method for a smart factory according to claim 2, comprising the steps of completing a factory virtual assembly according to a production line layout on the platform.
前記ステップAで単一機設備の專用設備の3D図形モデリングをする時、移動する設備と移動しない設備を分類モデリングする
ことを特徴とする
請求項3に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
The rapid custom design method for a smart factory according to claim 3, wherein when the 3D graphic modeling of the equipment for a single machine is performed in step A, the equipment that moves and the equipment that does not move are classified and modeled.
前記ステップCの、上位MESシステムと工場の3Dデジタルツインモデルを統合する方法は、
制御ネットワークと構成ソフトウェアによって、ダウンコマンドチャンネルとアップ情報チャンネルを構築し、データインタラクションを行い、ダウンコマンドチャンネルとアップ情報チャンネルによって、工場の3Dデジタルツインモデルと上位MESシステムとインテリジェント管理システムの接続及びデータ同期を実現することである
ことを特徴とする
請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
The method of integrating the upper MES system and the factory 3D digital twin model in step C is described.
The control network and configuration software build down command and up information channels for data interaction, and the down command and up information channels connect and data the factory's 3D digital twin model, host MES system and intelligent management system. The rapid custom design method for a smart factory according to claim 1, characterized in that synchronization is achieved.
前記ステップCと前記ステップDの間に、反復最適化ステップをさらに設置し、
MESシステム上に一つのオーダーをシミュレーション発注し、操作結果分析によって、オーダー生産完了期日達成率、生産ラインバランス率と設備稼動率、及び生産ライン全体のラインロバスト性、脆弱性、柔軟性を分析し、分析指標に基づき、スマート工場の設計ソリューションをさらに調整し、分析指標を最適化し、このように循環し、反復実施工場性能を調整する
ことを特徴とする
請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
An iterative optimization step is further set up between step C and step D.
One order is placed on the MES system by simulation, and the operation result analysis is used to analyze the order production completion date achievement rate, production line balance rate and equipment operation rate, and line robustness, vulnerability, and flexibility of the entire production line. The speed of the smart factory according to claim 1, characterized in that the design solution of the smart factory is further adjusted based on the analysis index, the analysis index is optimized, the cycle is performed in this way, and the performance of the repetitive factory is adjusted. Custom design method.
前記ステップAの単一機設備の3D図形モデルは、CAD3D設計ソフトウェアを利用して得られた3DCADモデルで、かつモデルの単一機設備の可動部はすべて独立表示と標識が可能である
ことを特徴とする
請求項1に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
The 3D graphic model of the single machine equipment in step A is a 3D CAD model obtained by using CAD3D design software, and all the moving parts of the single machine equipment of the model can be independently displayed and marked. The rapid custom design method for a smart factory according to claim 1.
前記ステップCの前記ホストコンピューターは、構成ソフトウェアである
ことを特徴とする
請求項5に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法。
The rapid custom design method for a smart factory according to claim 5, wherein the host computer in step C is configuration software.
請求項1~8の任意の1項に記載のスマート工場の迅速カスタムデザイン方法を用いるスマート工場の迅速カスタムデザインシステムは、ホストコンピューター、シミュレーションシステム、PLCコントローラーを含み、
前記シミュレーションシステム、ホストコンピューターとPLCコントローラーは、現場情報とデジタルコマンドの通信ネットワークを構築し、
前記シミュレーションシステムは、生産ラインのカスタムデザインの情報を獲得し、それに基づき、3Dモデリングを行い、工場のデジタル化モデルと物理的単一機設備の3D図形モデルである単一機デジタル化モデルを構築し、
前記シミュレーションシステムと前記物理的単一機設備は、PLCコントローラーに同時に接続し、
前記PLCコントローラーは、同期制御モジュールを含み、前記同期制御モジュールは、データを介して、生産ラインのシミュレーションモデルと物理的単一機設備の同期動作の駆動、前記生産ラインのシミュレーションモデルと物理的単一機設備のリアルタイム状態データの収集に用いられ、
前記ホストコンピューターは、構成モニタリングシステム、ERPシステム、MES管理ユニットを含み、前記構成モニタリングシステムは、前記リアルタイム状態データを受け取り、構成モニタリングビューを構築し、前記生産ラインのシミュレーションモデルと物理的単一機設備に対して、リアルタイムモニタリングを行い、
前記MES管理ユニットは、前記PLCコントローラーに対して、テストコマンドを発送し、前記リアルタイム状態データを受け取り分析を行い、物理的単一機設備テスト結果を生成し、物理的単一機設備テスト結果に基づき、生産ライン最適化設計ソリューションを生成する
ことを特徴とするスマート工場の迅速カスタムデザインシステム。
A smart factory rapid custom design system using the smart factory rapid custom design method according to any one of claims 1 to 8 includes a host computer, a simulation system, and a PLC controller.
The simulation system, host computer and PLC controller build a communication network for site information and digital commands.
The simulation system acquires information on the custom design of the production line, performs 3D modeling based on it, and builds a digitized model of the factory and a single-machine digitized model that is a 3D graphic model of the physical single-machine equipment. death,
The simulation system and the physical single machine equipment are connected to the PLC controller at the same time.
The PLC controller includes a synchronous control module, which drives a simulation model of a production line and a synchronous operation of a physical single machine facility, a simulation model of the production line and a physical unit via data. Used for collecting real-time status data of one equipment,
The host computer includes a configuration monitoring system, an ERP system, and a MES management unit, which receives the real-time state data, builds a configuration monitoring view, and has a simulation model of the production line and a physical single machine. Real-time monitoring of equipment
The MES management unit sends a test command to the PLC controller, receives the real-time state data, analyzes it, generates a physical single machine equipment test result, and uses it as a physical single machine equipment test result. Based on, a smart factory rapid custom design system characterized by producing production line optimized design solutions.
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